北师大版九年级年级全一册10.4热机同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 10.4 热机 同步练习
一、单选题
1．下列热学知识说法正确的是（ ）
A．热量只能从内能大的物体向内能小的物体传递
B．物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高
C．热机做的有用功越多，效率就越高
D．汽油机和柴油机吸入气缸里的分别是汽油和柴油
2．电动汽车因低碳环保越来越受消费者的青睐，燃油汽车的汽油机四个冲程如图所示，其中主要造成环境污染的冲程是（　　）
A． B． C． D．
3．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．热机是利用化学能做功的机械 B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的热机
C．内燃机的效率比蒸汽机的低 D．增大热机的功率，可以提高热机的效率
4．如图所示，在塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间飞出，下列说法正确的是（　　）
A．活塞飞出是机械能转化为内能
B．此过程相当于热机的压缩冲程
C．乙醚气体分子离开塑料瓶后，其分子间距变小
D．启动电子打火器后，塑料瓶内气体温度升高，气体分子平均动能增大
5．某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
6．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．温度相同的物体内能一定相等
B．汽油机做功冲程中燃气的内能减小
C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D．摩擦生热过程将机械能转化为内能，这个能量转化过程与内燃机的做功冲程相同
7．下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是（　　）
A．在做功冲程中，都是把内能转化为机械能
B．柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
C．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气
8．如图为汽油机工作循环中的两个冲程，关于这两个冲程的说法正确的是（　　）
A．这两图所示冲程都是靠飞轮的惯性完成
B．甲图所示冲程为做功冲程，乙图所示冲程为压缩冲程
C．甲图所示冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能
D．乙图所示冲程发生的能量转化主要是机械能转化为内能
9．下列交通工具，主要应用了“流体压强与流速的关系”的是（　　）
A．飞机 B．轮船 C．火车 D．摩托车
10．如图所示，在 个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉 ，把活塞迅速压下去，硝化棉会烧起来。活塞压缩 体的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程相同的是（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示是汽油机四个冲程的工作剖面图，下列关于这四个冲程的说法正确的是（ ）
A．如图是吸气冲程，进气门吸入气缸的物质只有空气
B．如图是压缩冲程，其能量转化是机械能转化为内能
C．如图是做功冲程，该冲程是依靠飞轮的惯性完成的
D．如图是排气冲程，活塞向上运动，压强增大，温度升高
12．如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　）
A．进气门打开，排气门关闭 B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能
二、填空题
13．如图所示为四冲程汽油机的______冲程，在该冲程中，气缸内气体的内能___（选填“减小”“增大”或“不变”）；汽油机以水为冷却剂，是因为水具有较大的____（选填“热值”“密度”或“比热容”）。
14．如图所示是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖飞出去。右边两图为汽油机的其中两个冲程，有一个冲程跟上述现象一致，它是_______（左/右）图。这个冲程中，燃气的内能_______（增加/减少）。如果汽油机的转速为2400r/min，那么1s内，可以完成_______个冲程。
15．我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能起到降温作用。其原理是___________；雾炮车的发动机是柴油机，柴油机四个冲程中的___________冲程实现了机械能转化为内能。
16．2020年，山东潍柴动力发布全球首款突破50%热效率的商业化柴油机。柴油机在______冲程结束时，汽缸内空气超过了柴油的______点，此时喷油嘴喷出的雾状柴油便立刻燃烧起来，然后通过做功冲程把高温高压气体的______转化为机械能。
三、综合题
17．柴油机在__________冲程把内能转化为机械能．某货车行驶100公里消耗柴油7kg，这些柴油完全燃烧能放出__________J的热量．（柴油的热值q=4.3×107J/kg）如果柴油机的能量转换如图所示，若废气的内能占35%，散热损失占30%，机械损失占10%，则内燃机的热机效率是_________．
18．阅《火车到火箭》，回答下列问题 .
火车到火箭
17世纪，人类发明了热机 . 最早的热机是蒸汽机，在锅炉里把水烧成水蒸汽，水蒸气在汽缸里推动活塞做功 . 英国人瓦特在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机在之后100多年里对工业的发展起了极其重要的作用 . 蒸汽机不仅笨重，效率又很低，只有25％-30％，交通运输的发展迫切需要比较轻便和效率更高的热机 . 于是，内燃机应运而生 . 内燃机有汽油机、柴油机两大类 . 汽油机的效率为26％-45％，柴油机的效率为34％-45％，内燃机运行时不需要携带水和煤，不但轻便，效率也提高了 .
早期的飞机是由内燃机提供动力的，从上世纪40年代开始，飞机上日益普遍使用喷气式发动机，它依靠向后高速喷出的气体而前进 . 在功率相同时，喷气式发动机比内燃机更轻便，这就使生产高速的大型飞机成为可能 .
喷气式发动机有两种：需要用大气中的氧气助燃的，叫空气式发动机，在飞机上使用：自带燃料和氧化剂的叫火箭喷气发动机，它工作的时候不需要空气中的氧气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船 .
热机的效率是热机问世以来科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题 . 现在的内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比，效率虽然提高了很多，但从节约能源的要求来看，热机的效率还不能令人满意 . 最好的空气喷气发动机，在比较理想的情况下其效率也只有60％ . 应用最广的内燃机，其效率只能达到40％，大部分能量被浪费掉了 .
请回答下列问题：
（1）喷气式发动机有两种：需要用大气中的氧气助燃的，叫________ .
（2）火箭喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为________.
（3）你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是__________（选填字母）.
A． 尽量使燃料充分燃烧 B． 尽量减少输出功率 C． 尽量减少摩擦 D． 尽量减少热量损失
19．图中的汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利．汽车应用了许多物理知识：
(1)汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的______冲程是将内能转化为机械能．
(2)小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是为了使车内物体所成的______像（选填“实”或“虚”）位于玻璃的上方，不妨碍司机视线．
(3)有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据__________________________的原理，当轿车高速行驶时，能产生较大的抓地力．
20．2018年5月18日，我国第二艘航母001A号完成首次出海试验任务，返回大连造船厂码头．
（1）航行过程中，热机的__冲程使航母获得动力，雷达系统发射的电磁波在真空中的传播速度约为__m/s；
（2）航母的排水量达65000吨，它满载时排开水的体积是______m3.(海水的密度近似取1.0×103kg/m3)；
（3）001A号航母计划搭载40架歼-15型舰载机，当舰载机加速升空时，动能_____,重力势能_____.(两空均“增大、减小、或不变”）．
（4）舰载机歼-15着舰时在拦阻索的作用下停下来，这个过程中拦阻索对歼-15的作用力使其____改变．
21．云南省有丰富的地热资源，可开发用于居民生活、发电、供暖等．腾冲热海的“大滚锅”呈圆筒形，直径约6m，深1.5m，周围用半圆形石板围成，终年热波喷涌，气浪腾腾，水温高达96.6℃．锅内水的密度取1.0×103㎏/m3，比热容为4.2×103J／(㎏ ℃)．(计算结果保留一位小数)
（1）说出应用地热能的两个优点；
（2）求“大滚锅”内水的质量；
（3）若“大滚锅”的水温降到26.6℃可以放出多少热量
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．热传递的条件：物体之间存在温度差；内能的大小与温度、状态、质量等因素有关，内能大的物体温度不一定高，如果内能小的物体温度较高，那么热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递，故A错误；
B．物体吸收热量时，内能会增加，但是温度不一定升高，比如晶体熔化时，会吸热，但温度不变，故B正确；
C．热机做的有用功越多，而总功未知，有用功和总功的比值不确定，效率不一定高，故C错误；
D．汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸里的只是空气，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
A．两气门都关闭，火花塞打出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故A不符合题意；
B．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，排出废气，会造成环境污染，故B符合题意；
C．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故C不符合题意；
D．两气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积减小，是压缩冲程，没有废气排出，不会造成环境污染，故D不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】
A．热机是利用燃料燃烧时产生的内能通过做功的方式转化为机械的机械能，故A错误；
B．内燃机是燃料在汽缸内燃烧的将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能的热机，故B正确；
C．内燃机的燃料利用率比蒸汽机的高，所以，内燃机的效率比蒸汽机的要高，故C错误；
D．增大热机的功率，不能提高热机的效率，功率与效率无关，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．点燃乙醚后，化学能转化为内能推动活塞飞出转化为活塞的机械能，故A错误；
B．此过程是对外做功，相当于热机的做功冲程，故B错误；
C．分子间距与温度和压强有关，乙醚气体分子离开塑料瓶后，分子间距变大，故C错误；
D．启动电子打火器后，乙醚燃烧，化学能转化为内能，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．内能跟物体的质量、状态、温度有关，温度相同的物体，内能不一定相同，故A错误；
B．汽油机在做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为机械能，所以燃气的内能减少，故B正确；
C．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；
D．内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。摩擦生热过程将机械能转化为内能，这个能量转化过程与内燃机的压缩冲程相同，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．汽油机和柴油机都属于热机，工作时都将内能转化为机械能，故A正确；
BC．柴油机顶端是一个喷油嘴，没有火花塞，因此柴油机的点火方式是压燃式，汽油机顶端是火花塞，点火方式是点燃式，故BC错误；
D．因为柴油机的顶端有喷油嘴，所以吸气冲程只需吸入空气；汽油机顶端没有喷油嘴，只有火花塞，吸气冲程需要吸入空气和汽油的混合物，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
甲图活塞向上运动，两个气门都关闭，是压缩冲程，是靠飞轮的惯性完成的，此时机械能转化为内能；乙图活塞向下运动，两个气门都关闭，是做功冲程，此时内能转化为机械能；且四个冲程中只有做功冲程对外做功，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．A
【详解】
A．飞机获得升力的原因是飞机的机翼上表面凸起，下表面水平，飞机飞行过程中，飞机上表面的空气流速大，压强小，飞机从而获得竖直向上的升力，故A符合题意；
B．轮船漂浮在水面上，利用的是漂浮时轮船的密度小于水的密度，轮船的浮力等于重力，故B不符合题意；
C．火车利用的是内燃机工作将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．摩托车发动机的工作原理是利用燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，是内燃机的工作原理，故D不符合题意。
故选A。
10．B
【详解】
由图中可知，把活塞迅速压下去，活塞压缩筒内空气，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得筒内温度升高，达到硝化棉的燃点，使得硝化棉燃烧。
A．由图中可知，此时进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此过程无能量转化，故A不符合题意；
B．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞压缩气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，故B符合题意；
C．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．由图中可知，此时进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此过程无能量转化，故D不符合题意。
故选B。
11．B
【详解】
A．如图所示进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸，故A错误；
B．如图所示进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能。汽油和空气混合物内能增大，故B正确；
C．如图所示火花塞点火，燃料燃烧，产生的高温燃气推动活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，气缸内压强增大，温度升高，通过连杆带动曲轴转动，故C错误；
D．如图所示进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。气缸内压强减小，温度降低，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．如图所示，是做功冲程，进气门、出气门都关闭，故A错误；
B．该内燃机是汽油机，是火花塞点火，而不是喷油嘴喷柴油，故B错误；
C．做功冲程中飞轮的转动是靠汽油的内能转化为机械能，并不是靠惯性完成的，故C错误；
D．做功冲程，将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
13． 压缩 增大 比热容
【详解】
[1][2]由图可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能，气缸内气体的内能增大。
[3]汽油机以水为冷却剂，因为水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多。
14． 右 减少 80
【详解】
[1][2]电火花打火时，酒精气体燃烧膨胀做功，使盒盖飞出去，因此将内能转化为盒盖的机械能；图中的左图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此时机械能转化为内能，与电子式火花发生器的能量转化相反；右图中气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，且上端的火花塞发出电火花，是做功冲程，在这一过程中，内能是转化为机械能的，与电子式火花发生器的能量转化相同，在这个冲程中，燃气的内能减少。
[3]飞轮的转速2400r/ min= 40r/s，即飞轮每秒转40r，因为汽油机飞轮转2r，完成四个冲程，所以飞轮转动40r，完成80个冲程。
15． 汽化吸热 压缩
【详解】
[1]物质由液体变成气体叫汽化，汽化吸热，可以起到降温的作用。
[2]柴油机的压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能。
16． 压缩 着火 内能
【详解】
[1][2][3]柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气内能增大，温度升高达到柴油的着火点，在压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。
17． 做功 3.01×108 25%
【详解】
解：（1）在做功冲程中，汽油燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，带动曲轴转动，对外提供动力．（2）柴油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝7kg×4.3×107J/kg＝3.01×108J．（3）热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，由题意知，内燃机的热机效率η＝1﹣35%﹣30%﹣10%＝25%．
点睛：（1）柴油机工作的四个冲程中，每个冲程都伴随着能量的转化或消耗．其中在压缩冲程和做功冲程中，存在着机械能与内能的转化．（2）知道柴油机的质量和热值，利用Q＝mq计算完全燃烧放出的热量．（3）内燃机的有用功与总功的比值，即有用功占总功的百分比是内燃机的热机效率．
18． 空气式发动机 机械能 B
【详解】
(1) 阅读短文可知，需要用大气中的氧气助燃的，叫空气式发动机；(2)火箭喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为机械能，从而给火箭提供动力．（3）A.尽量使燃料充分燃烧，可提高燃料的利用率，可提高热机效率，故A正确；B. 尽量减少输出功率，这样有用功少了，热机的效率会降低，故B错误；C. 尽量减少摩擦，可减少额外功，提高热机效率，故C正确；D. 尽量减少热量损失，可提高能量利用率，提高热机效率，故D正确．故选B.
【点睛】
（1）阅读短文可找到答案；（2）发动机工作时的能量转化即可做出解答；（3）提高热机效率主要从提高燃料利用率、减少额外功和能量损失等角度考虑，据此做出判断．
19． 做功 虚 流体流速越快的位置压强越小
【详解】
（1）做功冲程中，两气门都关闭，活塞在高温高压的气体作用下向下运动，内能转化为机械能；
（2）挡风玻璃相当于平面镜，因为平面镜成的像是虚像，所以挡风玻璃倾斜安装，是为了避免由于平面镜成像而使车内景物的像成在车的正前方，影响司机视线．
（3）当车高速行驶时，气流偏导器的上方空气流速小，压强大；下方空气流速大，压强小．向下的压强大于向上的压强，故对汽车产生了一个向下的压力，产生较大的抓地力；
所以依据是：流体流速越快的位置压强越小．
【点睛】
注意掌握做功冲程和压缩冲程中的能量转化问题，是常考的知识点；另外注意流体压强与流速关系的应用，是飞机产生升力的原因，牢记流速大的地方压强小的规律，中考中也是常出现的题目类型，且要能用此特点解释生活中的相关现象．
20． 做功 3×108、 6.5×104 增大 增大 运动状态
【详解】
（1）热机四个冲程“吸气、压缩、做功、排气”中，只有做功冲程将内能转化为外界机械能使机器获得动力；电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s．
（2）排水量为航母满载时排开水的质量，m排=65000t=6.5×107kg，所以它满载时排开水的体积为===6.5×104m3．
（3）因舰载机加速升空，其质量不变、速度增大，所以其动能增大；其质量不变、高度升高，所以重力势能增大．
（4）当舰载机着舰时，拦阻索对舰载机施加阻力作用，使其速度减小最终停下来，改变了其运动状态．
21．⑴ 取之不竭的清洁能源，不污染环境， ⑵ 4.2×104 kg ⑶ 1.2×1010 J
【详解】
（1）地热能的优点：无污染；取之不尽．
（2）“大滚锅”的底面积：，“大滚锅”内水的体积：，“大滚锅”内水的质量：．
（3）“大滚锅”的水放出的热量：
．
答：（1）地热能的优点：取之不竭的清洁能源，不污染环境．
（2）“大滚锅”内水的质量是4.24×104kg．
（3）“大滚锅”的水温降到26.6℃可以放出1.2×1010J的热量．
【点睛】本题考查了学生对地热能优点的了解和利用密度公式、热量计算公式进行计算的能力．
答案第1页，共2页
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